JP2005286133A - Exposure system, alignment processing method, and mask mounting method - Google Patents

Exposure system, alignment processing method, and mask mounting method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure system the throughput of which can be enhanced. <P>SOLUTION: A rough movement stage is fitted to a reference base for demarcating a reference face being a position reference. The moving part of the rough movement stage is moved in a direction in parallel with the reference face. Each of a plurality of inching stages has a holding face for holding a processing object, and can move the holding face in a direction in parallel with the reference face with respect to the moving part of the rough movement stage. A beam source for emitting an energy beam to the processing object held on the holding face of a concerned inching stage is arranged to each inching stage. Further, an alignment sensor for the object for detecting the position of the processing object held on the holding face of the concerned inching stage is arranged to each inching stage. The positional relation between each inching stage and the alignment sensor for the object is unchanged with respect to all the inching stages even when the rough movement stage is moved. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、露光装置及び位置合わせ処理方法に関し、特に近接露光に適用可能な露光装置及び位置合わせ処理方法に関する。さらに、この露光装置にマスクを装着する方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus and an alignment processing method, and more particularly to an exposure apparatus and an alignment processing method applicable to proximity exposure. Furthermore, the present invention relates to a method for mounting a mask on the exposure apparatus.

特許文献1に、低エネルギ電子ビームリソグラフィ(LEEPL)技術が開示されている。LEEPLでは、ウエハとマスクとを近接配置し、低エネルギの電子ビームを、マスクを介してウエハに照射することにより露光を行う。従来の光を用いたリソグラフィに比べて、より微細なパターンを形成することが可能になる。   Patent Document 1 discloses a low energy electron beam lithography (LEEEPL) technique. In LEEPL, exposure is performed by placing a wafer and a mask close to each other and irradiating the wafer with a low energy electron beam through the mask. A finer pattern can be formed as compared with lithography using conventional light.

米国特許第5831272号公報US Pat. No. 5,831,272

現在、LEEPL装置の試作機が完成しているが、この試作機のウエハ1枚あたりの処理時間は、従来の紫外線露光装置の処理時間に比べて長い。ステージの移動速度を限界値まで速めたとしても、スループットを、従来の紫外線露光装置のスループットまで高めることは困難である。   At present, a prototype of the LEEPL apparatus has been completed, but the processing time per wafer of this prototype is longer than the processing time of the conventional ultraviolet exposure apparatus. Even if the moving speed of the stage is increased to the limit value, it is difficult to increase the throughput to that of the conventional ultraviolet exposure apparatus.

本発明の一目的は、スループットを高めることが可能な露光装置、及び位置合わせ処理方法を提供することである。本発明の他の目的は、この露光装置にマスクを装着する方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an alignment processing method capable of increasing throughput. Another object of the present invention is to provide a method for mounting a mask on the exposure apparatus.

本発明の一観点によると、位置の基準となる基準面を画定する基準ベースに取り付けられ、可動部を、該基準面に平行な方向に移動させる粗動ステージと、各々処理対象物を保持する保持面が設けられ、前記粗動ステージの可動部に対して、前記基準面に平行な方向に該保持面を移動させることができる複数の微動ステージと、前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物にエネルギビームを照射するビーム源と前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物の位置を検出する対象物用アライメントセンサとを有し、前記粗動ステージの可動部を移動させたとき、前記微動ステージの各々と、それに対応する対象物用アライメントセンサとの相対的な位置関係が、すべての微動ステージについて常に同じになるように、前記対象物用アライメントセンサが配置されている露光装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a coarse movement stage that is attached to a reference base that defines a reference surface that serves as a reference for a position and moves a movable portion in a direction parallel to the reference surface, and holds a processing object. A holding surface is provided, and a plurality of fine movement stages that can move the holding surface in a direction parallel to the reference surface with respect to the movable portion of the coarse movement stage, and are arranged for each fine movement stage. A beam source for irradiating the processing object held on the holding surface of the fine movement stage with an energy beam and an object arranged for each of the fine movement stages and detecting the position of the processing object held on the holding surface of the corresponding fine movement stage When the movable part of the coarse movement stage is moved, the relative movement between each of the fine movement stages and the corresponding object alignment sensor is detected. Location relationship, all of the fine moving stage is always to be the same for the exposure apparatus is provided for the alignment sensor the object is located.

本発明の他の観点によると、(a)基準面に平行な方向に移動可能な粗動ステージの可動部に取り付けられた複数の微動ステージの各々の保持面に処理対象物を保持し、該処理対象物の各々を、対応するマスクと近接して配置する工程と、(b)前記微動ステージごとに配置され、前記粗動ステージの可動部の移動に伴って移動するマスク用アライメントセンサを用いて、該微動ステージごとに配置され、該粗動ステージの可動部の移動に伴って移動する参照マークと、対応するマスク上のアライメントマークとを検出する工程と、(c)前記粗動ステージの可動部を移動させて、前記微動ステージごとに配置された対象物用アライメントセンサに対向する位置に、対応する参照マークを配置し、該対象物用アライメントセンサにより、対応する参照マークの位置を検出する工程と、(d)前記粗動ステージの可動部を移動させて、前記対象物用アライメントセンサに対向する位置に、対応する微動ステージに保持された処理対象物上のアライメントマークを配置し、該対象物用アライメントセンサにより、対象物上のアライメントマークの位置を検出する工程と、(e)前記工程bにおける位置検出結果、前記工程cにおける粗動ステージの可動部の移動量と位置検出結果、及び前記工程dにおける粗動ステージの可動部の移動量と位置検出結果に基づいて、マスクの各々と、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物との相対位置情報を得る工程とを有する位置合わせ処理方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, (a) a processing object is held on each holding surface of a plurality of fine movement stages attached to a movable portion of a coarse movement stage movable in a direction parallel to a reference surface, (B) using a mask alignment sensor that is arranged for each fine movement stage and moves with the movement of the movable part of the coarse movement stage; Detecting a reference mark arranged for each fine movement stage and moving with the movement of the movable portion of the coarse movement stage, and a corresponding alignment mark on the mask; and (c) the coarse movement stage. Move the movable part and place the corresponding reference mark at the position facing the object alignment sensor arranged for each fine movement stage. Detecting a position of the reference mark, and (d) moving the movable part of the coarse movement stage to move the movable part on the processing object held by the corresponding fine movement stage at a position facing the object alignment sensor. A step of detecting the position of the alignment mark on the object by the alignment sensor for the object, (e) a position detection result in the process b, and a movable part of the coarse movement stage in the process c Each of the masks and the processing object held on the holding surface of the corresponding fine movement stage, based on the movement amount and position detection result of the movement, and the movement amount and position detection result of the movable part of the coarse movement stage in the step d. Obtaining a relative position information of the first position is provided.

本発明のさらに他の観点によると、基準面に平行な方向に移動可能な粗動ステージの可動部に取り付けられた複数の微動ステージの各々の保持面に処理対象物を保持し、前記微動ステージごとに配置されたマスクステージに、対応する処理対象物に近接させてマスクを保持し、該微動ステージごとに配置された対象物用アライメントセンサで、対応する処理対象物上のアライメントマークを検出して、該マスクと、対応する処理対象物との位置合わせを行い、該マスクを通して処理対象物を露光する露光装置のマスクステージにマスクを取り付ける方法であって、(a)微動ステージの各々の保持面にマスクを保持する工程と、(b)微動ステージの保持面に保持されたマスク上のアライメントマークが、対応する対象物用アライメントセンサで検出される位置に配置されるように前記粗動ステージの可動部を移動させる工程と、(c)前記微動ステージの保持面に保持されたすべてのマスクについて、前記対象物用アライメントセンサで、対応する微動ステージの保持面に保持されているマスク上のアライメントマークの位置を検出する工程と、(d)1つの微動ステージの保持面に保持されたマスク上のアライメントマークの位置の検出結果に基づいて、当該マスクが、対応するマスクステージに対向する位置に配置されるように前記粗動ステージの可動部を移動させ、該マスクを、対応するマスクステージに保持する工程と、(e)すべてのマスクについて、前記工程dを繰り返す工程とを有するマスク装着方法が提供される。   According to still another aspect of the present invention, a processing object is held on each holding surface of a plurality of fine movement stages attached to a movable portion of a coarse movement stage movable in a direction parallel to a reference surface, and the fine movement stage Each mask stage is placed in proximity to the corresponding processing object, the mask is held, and the alignment mark on the corresponding processing object is detected by the object alignment sensor arranged for each fine movement stage. The mask is attached to a mask stage of an exposure apparatus that aligns the mask with a corresponding processing object and exposes the processing object through the mask, and includes: (a) holding each fine movement stage A step of holding the mask on the surface, and (b) an alignment mark on the mask held on the holding surface of the fine movement stage is provided with a corresponding alignment center for the object. A step of moving the movable portion of the coarse movement stage so as to be arranged at a position detected by the step (c), with respect to all the masks held on the holding surface of the fine movement stage, with the alignment sensor for the object, A step of detecting the position of the alignment mark on the mask held on the holding surface of the corresponding fine movement stage; and (d) the detection result of the position of the alignment mark on the mask held on the holding surface of one fine movement stage. And (e) all of the steps of moving the movable portion of the coarse movement stage so that the mask is disposed at a position facing the corresponding mask stage, and holding the mask on the corresponding mask stage. A mask mounting method is provided that includes the step of repeating the step d for the mask.

複数の微動ステージに保持された処理対象物を、並行して処理することができるため、スループットを高めることができる。複数の微動ステージで1台の粗動ステージを共用しているため、微動ステージごとに粗動ステージをも配置する場合に比べて、部品点数を削減し、装置の小型化を図ることができる。   Since processing objects held on a plurality of fine movement stages can be processed in parallel, throughput can be increased. Since one coarse movement stage is shared by a plurality of fine movement stages, the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized as compared with the case where a coarse movement stage is also arranged for each fine movement stage.

図1に、第1の実施例による露光装置の概略図を示す。下部基準ベース1と、その上に固定された上部基準ベース2とにより、ほぼ水平な基準面を画定する基準ベース3が構成されている。下部基準ベース1と上部基準ベース2との間の空間に、主要な構成部品が装填される。   FIG. 1 shows a schematic view of an exposure apparatus according to the first embodiment. The lower reference base 1 and the upper reference base 2 fixed thereon constitute a reference base 3 that defines a substantially horizontal reference plane. The main components are loaded into the space between the lower reference base 1 and the upper reference base 2.

下部基準ベース1の上に、粗動ステージ4が取り付けられている。粗動ステージ4は、粗動機構及び可動部(トップステージ)を含んで構成され、可動部が粗動機構により基準面に平行な方向に移動することができる。粗動ステージ4の可動部の上に、微動ステージ5A及び5Bが取り付けられている。微動ステージ5A及び5Bの各々は、微動機構及び保持面(トップステージ)を含んで構成され、各微動ステージ5A及び5Bの保持面は、微動機構により、粗動ステージ4の可動部に対して、基準面に平行な方向に、相互に独立に移動可能である。微動ステージ5A及び5Bに対応してレーザ干渉計が配置されている。レーザ干渉計の参照ミラーは、マスクステージ6A及び6Bに固定され、測長ミラーは、微動ステージ5A及び5Bの保持面に固定されている。レーザ干渉計は、マスクステージ6A及び6Bに対する微動ステージ5A及び5Bの保持面の変位量を測定する。基準面に平行な面をXY面とし、微動ステージ5A及び5Bの並んでいる方向をX軸方向とするXYZ直交座標系を定義する。   A coarse movement stage 4 is mounted on the lower reference base 1. The coarse movement stage 4 includes a coarse movement mechanism and a movable part (top stage), and the movable part can move in a direction parallel to the reference plane by the coarse movement mechanism. Fine movement stages 5 </ b> A and 5 </ b> B are attached on the movable part of coarse movement stage 4. Each of the fine movement stages 5A and 5B includes a fine movement mechanism and a holding surface (top stage), and the holding surfaces of the fine movement stages 5A and 5B are moved with respect to the movable portion of the coarse movement stage 4 by the fine movement mechanism. They can move independently of each other in a direction parallel to the reference plane. Laser interferometers are arranged corresponding to fine movement stages 5A and 5B. The reference mirror of the laser interferometer is fixed to the mask stages 6A and 6B, and the length measuring mirror is fixed to the holding surfaces of the fine movement stages 5A and 5B. The laser interferometer measures the amount of displacement of the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B with respect to mask stages 6A and 6B. An XYZ orthogonal coordinate system is defined in which the plane parallel to the reference plane is the XY plane and the direction in which fine movement stages 5A and 5B are arranged is the X-axis direction.

微動ステージ5A及び5Bの保持面に、それぞれウエハ(処理対象物)13A及び13Bが保持される。ウエハ13A及び13Bに、それぞれアライメントマーク14A及び14Bが形成されている。微動ステージ5A及び5Bの微動機構は、保持面に保持されたウエハ13A及び13BをZ軸方向へ微小移動させ、Z軸に平行な軸を中心とした回転方向に変位させ、かつ基準面に対する傾きを調節することができる。   Wafers (processing objects) 13A and 13B are held on the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively. Alignment marks 14A and 14B are formed on the wafers 13A and 13B, respectively. The fine movement mechanism of fine movement stages 5A and 5B moves wafers 13A and 13B held on the holding surface slightly in the Z-axis direction, displaces them in a rotational direction around an axis parallel to Z-axis, and tilts relative to the reference plane. Can be adjusted.

微動ステージ5A及び5Bの保持面に、それぞれ参照マスク8A及び8Bが取り付けられている。参照マスク8A及び8Bは、粗動ステージ4の可動部の移動に伴って、両者の相対位置関係を保ったまま移動する。微動ステージ5A及び5Bの保持面を移動させると、両者は独立に移動する。参照マスク8A及び8Bは、光を透過させるマーク支持部と、マーク支持部に形成された参照マーク9A及び9Bにより構成される。参照マスク8A及び8Bの下方に、それぞれマスク用アライメントセンサ(マスク用アライメント顕微鏡)7A及び7Bが配置されている。マスク用アライメントセンサ7A及び7Bは、それぞれ微動ステージ5A及び5Bの保持面に固定されており、粗動ステージ4の可動部の移動に伴って、両者の相対位置関係を保ったまま移動する。微動ステージ5A及び5Bの保持面を移動させると、両者は独立に移動する。   Reference masks 8A and 8B are attached to the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively. The reference masks 8 </ b> A and 8 </ b> B move while maintaining the relative positional relationship between the movable parts of the coarse movement stage 4 as the movable part moves. When the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B are moved, both move independently. The reference masks 8A and 8B are composed of a mark support portion that transmits light and reference marks 9A and 9B formed on the mark support portion. Mask alignment sensors (mask alignment microscopes) 7A and 7B are disposed below the reference masks 8A and 8B, respectively. The mask alignment sensors 7A and 7B are fixed to the holding surfaces of the fine movement stages 5A and 5B, respectively, and move while maintaining the relative positional relationship between the movement parts of the coarse movement stage 4 while moving. When the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B are moved, both move independently.

マスクステージ6A、6B、ウエハ用アライメントセンサ(ウエハ用アライメント顕微鏡)10A、10B、及びレベリングセンサ15A、15Bが、上部基準ベース2に取り付けられている。マスクステージ6A及び6Bは、それぞれウエハ13A及び13Bから微小間隙(プロキシミティギャップ)を隔ててマスク11A及び11Bを保持し、基準面に直交する軸を中心とした回転方向に変位させ、マスク11A及び11Bの、基準面に対する傾きを調節することができる。マスク11A及び11Bに、それぞれアライメントマーク12A及び12Bが形成されている。   Mask stages 6A and 6B, wafer alignment sensors (wafer alignment microscopes) 10A and 10B, and leveling sensors 15A and 15B are attached to the upper reference base 2. The mask stages 6A and 6B hold the masks 11A and 11B with a small gap (proximity gap) from the wafers 13A and 13B, respectively, and are displaced in a rotational direction around an axis orthogonal to the reference plane. The inclination of 11B with respect to the reference plane can be adjusted. Alignment marks 12A and 12B are formed on the masks 11A and 11B, respectively.

マスク用アライメントセンサ7A及び7Bは、それぞれマスク上のアライメントマーク12A及び12Bの下方に配置されることにより、参照マスク8A及び8Bの、光透過性のマーク支持部を通して、マスク上のアライメントマーク12A及び12Bを、参照マーク9A及び9Bと同時に検出することができる。   The mask alignment sensors 7A and 7B are arranged below the alignment marks 12A and 12B on the mask, respectively, so that the alignment marks 12A and 12B on the mask pass through the light-transmitting mark support portions of the reference masks 8A and 8B. 12B can be detected simultaneously with the reference marks 9A and 9B.

ウエハ用アライメントセンサ10A及び10Bは、それぞれマスクステージ6A及び6Bの脇に、微動ステージ5A及び5B側を向いて取り付けられている。ウエハ用アライメントセンサ10A及び10Bは、参照マーク9A、9B、ウエハ上のアライメントマーク14A及び14Bの位置を検出することができる。   Wafer alignment sensors 10A and 10B are attached to the sides of mask stages 6A and 6B, respectively, facing fine movement stages 5A and 5B. The wafer alignment sensors 10A and 10B can detect the positions of the reference marks 9A and 9B and the alignment marks 14A and 14B on the wafer.

ビーム源19A及び19Bが、それぞれマスクステージ6A及び6Bの上方に配置されている。ビーム源19A及び19Bは、それぞれ露光用の低エネルギ電子ビームを発生させ、マスク11A及び11Bを介して、ウエハ13A及び13Bに入射させる。また、粗動ステージ4の可動部を移動させたとき、微動ステージ5Aとビーム源19Aとの相対的な位置関係と、微動ステージ5Bとビーム源19Bとの相対的な位置関係とが常に同じになるように、微動ステージ5A、5B及びビーム源19A、19Bが配置されている。   Beam sources 19A and 19B are arranged above the mask stages 6A and 6B, respectively. The beam sources 19A and 19B generate low energy electron beams for exposure, respectively, and enter the wafers 13A and 13B via the masks 11A and 11B. Further, when the movable part of coarse movement stage 4 is moved, the relative positional relationship between fine movement stage 5A and beam source 19A and the relative positional relationship between fine movement stage 5B and beam source 19B are always the same. As shown, fine movement stages 5A and 5B and beam sources 19A and 19B are arranged.

レベリングセンサ15A及び15Bは、それぞれマスクステージ6A及び6Bの脇に、微動ステージ5A及び5Bに対向するように配置されている。さらに、マスクステージ6Aの、微動ステージ5Aに対向する面に3個のレベリングセンサ16Aが取り付けられている(図1では、1個のみを示す)。マスクステージ6Bにも、同様に3個のレベリングセンサ16Bが取り付けられている。レベリングセンサ15A及び16Aは、ウエハ13Aまでの距離を測定することができる。同様に、レベリングセンサ15B及び16Bは、ウエハ13Bまでの距離を測定することができる。粗動ステージ4の可動部を移動させながら、ウエハ13Aの複数箇所について測定することにより、ウエハ13Aの傾きを検出することができる。レベリングセンサ15A及び16Aのうち少なくとも3個のセンサで、ウエハ13Aまでの距離を同時に測定すれば、粗動ステージ4の可動部を移動させることなくウエハ13Aの傾きを検出することができる。   Leveling sensors 15A and 15B are arranged beside mask stages 6A and 6B so as to face fine movement stages 5A and 5B, respectively. Further, three leveling sensors 16A are attached to the surface of the mask stage 6A facing the fine movement stage 5A (only one is shown in FIG. 1). Similarly, three leveling sensors 16B are attached to the mask stage 6B. The leveling sensors 15A and 16A can measure the distance to the wafer 13A. Similarly, the leveling sensors 15B and 16B can measure the distance to the wafer 13B. The tilt of the wafer 13A can be detected by measuring a plurality of locations on the wafer 13A while moving the movable portion of the coarse movement stage 4. If at least three of the leveling sensors 15A and 16A simultaneously measure the distance to the wafer 13A, the tilt of the wafer 13A can be detected without moving the movable part of the coarse movement stage 4.

同様に、微動ステージ5A及び5Bの保持面にも、それぞれレベリングセンサ17A及び17Bが配置されており、マスク11A及び11Bの傾きを検出することができる。傾きの検出結果に基づいてマスク11A、11B及びウエハ13A、13Bの傾きを調節することにより、共に基準面に対して平行になるように配置することができる。   Similarly, leveling sensors 17A and 17B are arranged on the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively, and the inclination of masks 11A and 11B can be detected. By adjusting the inclination of the masks 11A and 11B and the wafers 13A and 13B based on the detection result of the inclination, both can be arranged so as to be parallel to the reference plane.

粗動ステージ4の可動部を移動させたとき、レベリングセンサ15Aと微動ステージ5Aとの相対的な位置関係と、レベリングセンサ15Bと微動ステージ5Bとの相対的な位置関係とが、常に同じ同じになるように、レベリングセンサ15A及び15Bの取り付け位置が決定されている。これにより、一方の微動ステージ5A上のウエハ13Aの傾きを検出するための粗動ステージ4の作動時に、同時に他方の微動ステージ5B上のウエハ13Bの傾きを検出することができる。   When the movable part of the coarse movement stage 4 is moved, the relative positional relationship between the leveling sensor 15A and the fine movement stage 5A and the relative positional relationship between the leveling sensor 15B and the fine movement stage 5B are always the same. Thus, the mounting positions of the leveling sensors 15A and 15B are determined. Thus, when the coarse movement stage 4 is operated to detect the inclination of the wafer 13A on one fine movement stage 5A, the inclination of the wafer 13B on the other fine movement stage 5B can be detected at the same time.

同様に、ウエハ用アライメントセンサ10A及び10Bも、粗動ステージ4の可動部を移動させたとき、微動ステージ5Aとウエハ用アライメントセンサ10Aとの相対的な位置関係と、微動ステージ5Bとウエハ用アライメントセンサ10Bとの相対的な位置関係とが、常に同じになるように配置されている。   Similarly, in the wafer alignment sensors 10A and 10B, when the movable portion of the coarse movement stage 4 is moved, the relative positional relationship between the fine movement stage 5A and the wafer alignment sensor 10A and the fine movement stage 5B and the wafer alignment are aligned. The relative positional relationship with the sensor 10B is always the same.

次に、図2を参照して、参照マスク8A及び8Bの詳細な構造について説明する。以下、参照マスク8Aの構造について説明するが、参照マスク8Bも参照マスク8Aと同一の構造を有する。   Next, the detailed structure of the reference masks 8A and 8B will be described with reference to FIG. Hereinafter, the structure of the reference mask 8A will be described. The reference mask 8B also has the same structure as the reference mask 8A.

図2(A)及び図2(C)に、参照マスク8Aの底面図及び断面図を示す。例えばシリコン基板で形成された支持基板81Aの上に、窒化シリコン膜、炭化シリコン膜等で形成された光透過性メンブレンが形成されている。支持基板81Aの一部がエッチングされて開口が形成されている。この開口部分に残されたメンブレンがマーク支持部82Aを構成する。マーク支持部82Aの所定領域に、開口が形成されており、この開口が参照マーク9Aを構成している。参照マーク9Aは、光学像を形成することにより検出できる。   2A and 2C are a bottom view and a cross-sectional view of the reference mask 8A. For example, a light transmissive membrane formed of a silicon nitride film, a silicon carbide film, or the like is formed on a support substrate 81A formed of a silicon substrate. A part of the support substrate 81A is etched to form an opening. The membrane left in the opening constitutes the mark support portion 82A. An opening is formed in a predetermined region of the mark support portion 82A, and this opening constitutes the reference mark 9A. The reference mark 9A can be detected by forming an optical image.

参照マスク8Aの寸法x12は、例えば約10mm×10mmであり、支持基板81Aの開口の寸法x11は例えば3mm×3mmである。マーク支持部82Aに参照マーク9Aを形成したことにより、マーク支持部81Aを介してマスク上のアライメントマーク検出用の光を透過させることができると共に、参照マーク9Aを光学的に観察し、その位置を検出することができる。   The dimension x12 of the reference mask 8A is, for example, about 10 mm × 10 mm, and the dimension x11 of the opening of the support substrate 81A is, for example, 3 mm × 3 mm. By forming the reference mark 9A on the mark support portion 82A, it is possible to transmit the alignment mark detection light on the mask through the mark support portion 81A, and the reference mark 9A is optically observed and its position is detected. Can be detected.

図2(D)及び図2(E)に、参照マスク8Aの他の構成例を示す。シリコン基板等の支持基板81A、及びマーク支持部82Aの構成は、図2(A)および(C)の参照マスクの構成と同様である。マーク支持部82Aの上に形成された不透明のパターンが、参照マーク9Aを構成する。   2D and 2E show other examples of the configuration of the reference mask 8A. The configurations of the support substrate 81A such as a silicon substrate and the mark support portion 82A are the same as the configurations of the reference masks in FIGS. An opaque pattern formed on the mark support portion 82A constitutes the reference mark 9A.

参照マーク9Aは、参照マーク検出用の光を反射するか、そのエッジが参照マーク検出用の光を散乱する機能を有する。反射光又は散乱光の光学像を形成することにより、参照マーク9Aを検出できる。エッジからの散乱光を検出する場合は、参照マーク9Aの照明光の入射方向と、エッジからの散乱光の測定方向とは、マーク支持部82Aの法線に関して非対称な関係に選定できる。   The reference mark 9 </ b> A has a function of reflecting the light for detecting the reference mark, or the edge thereof scattering the light for detecting the reference mark. The reference mark 9A can be detected by forming an optical image of reflected light or scattered light. When detecting the scattered light from the edge, the incident direction of the illumination light of the reference mark 9A and the measurement direction of the scattered light from the edge can be selected to be asymmetric with respect to the normal line of the mark support portion 82A.

参照マーク9Aは、図1に示したマスク用アライメントセンサ7Aで粗動ステージ4側(図1では下方)から検出できると共に、ウエハ用アライメントセンサ10Aでマスクステージ6A側(図1では上方)から検出することができる。マスク上のアライメントマーク12Aは、マスク用アライメントセンサ7Aにより、参照マスク8Aの光透過性のマーク支持部82Aを介して、下方から検出することができる。   The reference mark 9A can be detected from the coarse movement stage 4 side (downward in FIG. 1) by the mask alignment sensor 7A shown in FIG. 1, and detected from the mask stage 6A side (upward in FIG. 1) by the wafer alignment sensor 10A. can do. The alignment mark 12A on the mask can be detected from below by the mask alignment sensor 7A via the light transmissive mark support portion 82A of the reference mask 8A.

なお、マーク支持部自体を、光を透過させない材料で形成し、マーク支持部の一部に、光を透過させるための開口を形成してもよい。この場合には、マスク上のアライメントマーク12Aは、マーク支持部に形成された開口を通して、マスク用アライメントセンサ7Aにより検出される。いずれの場合にも、マスク上のアライメントマーク12Aは参照マスク8Aを介して、マスク用アライメントセンサ7Aにより検出される。   The mark support part itself may be formed of a material that does not transmit light, and an opening for transmitting light may be formed in a part of the mark support part. In this case, the alignment mark 12A on the mask is detected by the mask alignment sensor 7A through the opening formed in the mark support portion. In any case, the alignment mark 12A on the mask is detected by the mask alignment sensor 7A via the reference mask 8A.

図3(A)に、マスク11Aの部分断面図を示す。もう一方のマスク11Bも、マスク11Aと同様の構造を有する。   FIG. 3A shows a partial cross-sectional view of the mask 11A. The other mask 11B has the same structure as the mask 11A.

シリコン基板等の支持基板111の上に窒化シリコン膜、炭化シリコン膜等のマスクメンブレン112が形成されている。露光すべき回路パターンやアライメントマークを配置する領域の支持基板111がエッチングにより除去されている。支持基板111が除去された部分にマスクメンブレン112のみが残る。マスクメンブレン112に開口を形成することにより、マスクマーク12A及び回路パターン112が形成されている。   A mask membrane 112 such as a silicon nitride film or a silicon carbide film is formed on a support substrate 111 such as a silicon substrate. The support substrate 111 in the region where the circuit pattern to be exposed and the alignment mark are arranged is removed by etching. Only the mask membrane 112 remains in the portion where the support substrate 111 has been removed. By forming an opening in the mask membrane 112, the mask mark 12A and the circuit pattern 112 are formed.

図3(B)に、ウエハ13Aの部分断面図を示す。もう一方のウエハ13Bも、ウエハ13Aと同様の構造を有する。シリコン基板等の半導体基板131の上に、検出可能な突起パターン(または凹部パターン)が、例えば金属膜等により形成されており、このパターンがアライメントマーク14Aを構成する。アライメントマーク14Aを覆って、レジスト層132が形成されている。   FIG. 3B shows a partial cross-sectional view of the wafer 13A. The other wafer 13B has the same structure as the wafer 13A. A detectable projection pattern (or recess pattern) is formed on a semiconductor substrate 131 such as a silicon substrate by, for example, a metal film or the like, and this pattern constitutes the alignment mark 14A. A resist layer 132 is formed to cover the alignment mark 14A.

図3(C)に、マスク用アライメントセンサ7Aが、色収差2重焦点光学系である場合の構成を概略的に示す。マスク11Aのマスクメンブレン112に形成されたアライメントマーク12Aと、参照マスク8Aのマーク支持部82Aに形成されたステンシルタイプの参照マーク9Aとを、色収差2重焦点光学系21で検出する構成を示す。色収差2重焦点光学系21は、光の波長によって異なる焦点距離f(λ)を有し、2つの波長の照明光に対し、相互に異なる焦点距離を示す。色収差2重焦点光学系21の光軸上には、異なる位置にマスクメンブレン112上のアライメントマーク12Aと、マーク支持部82A上の参照マーク9Aとが配置されている。色収差2重焦点光学系21により、マスク上のアライメントマーク12Aと参照マーク9Aとの像が、同一の像面22上に結像される。   FIG. 3C schematically shows a configuration when the mask alignment sensor 7A is a chromatic aberration double focus optical system. A configuration in which the alignment mark 12A formed on the mask membrane 112 of the mask 11A and the stencil type reference mark 9A formed on the mark support portion 82A of the reference mask 8A are detected by the chromatic aberration double focus optical system 21 is shown. The chromatic aberration bifocal optical system 21 has different focal lengths f (λ) depending on the wavelength of light, and shows different focal lengths for illumination light of two wavelengths. On the optical axis of the chromatic aberration double focus optical system 21, the alignment mark 12A on the mask membrane 112 and the reference mark 9A on the mark support portion 82A are arranged at different positions. The images of the alignment mark 12A and the reference mark 9A on the mask are formed on the same image plane 22 by the chromatic aberration double focus optical system 21.

図3(D)に、マスク用アライメントセンサ7Aが、エッジ散乱光斜方検出系である場合の構成を概略的に示す。マスクメンブレン112上にアライメントマーク12Aが形成されている。参照マスク8Aのマーク支持部82A上に、メンブレンタイプの参照マーク9Aが形成されている。エッジ散乱光斜方検出系31の光軸は、マスク11A及び参照マスク8Aの法線に対して斜めに配置される。マスク11Aと参照マスク8Aとの法線と、エッジ散乱光斜方検出系31の光軸とを含む仮想平面に対して垂直な方向に関して、マスク上のアライメントマーク12Aと参照マーク9Aとの相対位置が検出される。   FIG. 3D schematically shows a configuration when the mask alignment sensor 7A is an edge scattered light oblique detection system. An alignment mark 12A is formed on the mask membrane 112. A membrane type reference mark 9A is formed on the mark support portion 82A of the reference mask 8A. The optical axis of the edge scattered light oblique detection system 31 is arranged obliquely with respect to the normal lines of the mask 11A and the reference mask 8A. The relative positions of the alignment mark 12A and the reference mark 9A on the mask with respect to the direction perpendicular to the virtual plane including the normal line between the mask 11A and the reference mask 8A and the optical axis of the edge scattered light oblique detection system 31 Is detected.

エッジ散乱光斜方検出系31の光軸に対し、垂直な面内に物面32及び像面33が設定される。物面32近傍に配置されるマスク上のアライメントマーク12A及び参照マーク9Aが、像面33上に結像される。なお、エッジ散乱光斜方検出系を用いた場合、検出方向は物面32内の1方向に限定される。面内の2方向の位置を検出するためには、エッジ散乱光斜方検出系を2系統備えればよい。エッジ散乱光斜方検出系を用いた位置検出の詳細については、特開平10−242036号公報に開示されている。   An object plane 32 and an image plane 33 are set in a plane perpendicular to the optical axis of the edge scattered light oblique detection system 31. An alignment mark 12A and a reference mark 9A on the mask arranged in the vicinity of the object plane 32 are imaged on the image plane 33. When the edge scattered light oblique detection system is used, the detection direction is limited to one direction within the object surface 32. In order to detect the position in two directions in the plane, two edge scattered light oblique detection systems may be provided. Details of position detection using the edge scattered light oblique detection system are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-242036.

次に、図4(A)〜図4(C)を参照して、ウエハとマスクとの位置検出から露光までの工程について説明する。   Next, with reference to FIGS. 4A to 4C, steps from the position detection of the wafer and the mask to the exposure will be described.

図4(A)に示すように、マスクステージ6A及び6Bに、それぞれマスク11A及び11Bを保持する。微動ステージ5A及び5Bの保持面に、それぞれウエハ13A及び13Bを保持する。マスク用アライメントセンサ7Aにより、参照マスク8Aの参照マーク9Aと、マスク11Aのアライメントマーク12Aとを同時に観察し、両者の位置を検出する。同様に、もう一方のマスク用アライメントセンサ7Bにより、参照マーク9B及びアライメントマーク12Bの位置を検出する。   As shown in FIG. 4A, masks 11A and 11B are held on mask stages 6A and 6B, respectively. Wafers 13A and 13B are held on the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively. The mask alignment sensor 7A simultaneously observes the reference mark 9A of the reference mask 8A and the alignment mark 12A of the mask 11A, and detects the positions of both. Similarly, the positions of the reference mark 9B and the alignment mark 12B are detected by the other mask alignment sensor 7B.

図4(B)に示すように、参照マーク9A及び9Bが、それぞれウエハ用アライメントセンサ10A及び10Bの視野内に配置されるように粗動ステージ4の可動部を移動させる。図4(A)の状態におけるマスク上のアライメントマーク12Aと参照マーク9AとのX軸方向の位置偏差、ウエハ用アライメントセンサ10Aで検出された参照マーク9AのX座標、及び粗動ステージ4の可動部のX軸方向に関する移動量に基づいて、マスク上のアライメントマーク12Aからウエハ用アライメントセンサ10A(例えば、画面内の原点)までのX軸方向の長さ(X方向ベースラインの長さ)BXAが決定される。同様に、図4(A)の状態におけるマスク上のアライメントマーク12Aと参照マーク9AとのY軸方向の位置偏差、ウエハ用アライメントセンサ10Aで検出された参照マーク9AのY座標、及び粗動ステージ4のY軸方向の移動量に基づいて、マスク上のアライメントマーク12Aからウエハ用アライメントセンサ10A(例えば、画面内の原点)までのY軸方向の長さ(Y方向ベースラインの長さ)が決定される。   As shown in FIG. 4B, the movable portion of the coarse movement stage 4 is moved so that the reference marks 9A and 9B are arranged in the field of view of the wafer alignment sensors 10A and 10B, respectively. The positional deviation in the X-axis direction between the alignment mark 12A on the mask and the reference mark 9A in the state of FIG. 4A, the X coordinate of the reference mark 9A detected by the wafer alignment sensor 10A, and the movement of the coarse movement stage 4 Length in the X-axis direction from the alignment mark 12A on the mask to the wafer alignment sensor 10A (for example, the origin in the screen) (the length of the X-direction baseline) BXA Is determined. Similarly, the positional deviation in the Y-axis direction between the alignment mark 12A on the mask and the reference mark 9A in the state of FIG. 4A, the Y coordinate of the reference mark 9A detected by the wafer alignment sensor 10A, and the coarse movement stage 4 is the length in the Y-axis direction (the length of the Y-direction baseline) from the alignment mark 12A on the mask to the wafer alignment sensor 10A (for example, the origin in the screen). It is determined.

同様に、もう一方のマスク上のアライメントマーク12B及びウエハ用アライメントセンサ10Bについても、X方向ベースラインの長さBXB及びY方向ベースラインの長さが決定される。   Similarly, with respect to the alignment mark 12B on the other mask and the wafer alignment sensor 10B, the length BXB of the X-direction baseline and the length of the Y-direction baseline are determined.

図4(C)に示すように、ウエハ上のアライメントマーク14A及び14Bが、それぞれウエハ用アライメントセンサ10A及び10Bの視野内に配置されるように、粗動ステージ4の可動部を移動させる。ウエハ用アライメントセンサ10Aによりアライメントマーク14Aの位置を検出する。さらに、ウエハ13A上の複数のアライメントマークの位置を検出する。アライメントマークの検出結果、及び粗動ステージ4の可動部の移動量から、ウエハ用アライメントセンサ10Aに固定された座標系におけるウエハ13Aの位置情報(例えばX軸及びY軸方向に関する位置情報、及びZ軸に平行な軸を中心とした回転方向に関する位置情報)が得られる。これらの位置情報から、ウエハ13A上のダイ(ステップアンドリピート方式で露光される単位となる領域)の位置情報が得られる。   As shown in FIG. 4C, the movable part of the coarse movement stage 4 is moved so that the alignment marks 14A and 14B on the wafer are arranged in the field of view of the wafer alignment sensors 10A and 10B, respectively. The position of the alignment mark 14A is detected by the wafer alignment sensor 10A. Further, the positions of a plurality of alignment marks on the wafer 13A are detected. Based on the detection result of the alignment mark and the amount of movement of the movable part of the coarse movement stage 4, the position information of the wafer 13A in the coordinate system fixed to the wafer alignment sensor 10A (for example, position information about the X-axis and Y-axis directions, and Z Position information regarding the rotation direction around an axis parallel to the axis). From these pieces of position information, position information of the dies on the wafer 13A (regions serving as units exposed by the step-and-repeat method) can be obtained.

X方向ベースラインBXA、Y方向ベースライン、及びダイの位置情報から、マスク11Aとウエハ13Aとの相対位置情報が得られる。この位置情報に基づいて、各ダイのグローバルアライメントを行うことが可能になる。同様にして、ウエハ13Bについても、グローバルアライメントを行うために必要な位置情報が得られる。グローバルアライメント時には、微動ステージ5A及び5Bの保持面を独立して移動させることにより、2組のマスクとウエハとを同時に位置合わせすることができる。グローバルアライメント方式により、ウエハ上の各ダイを順番に露光する。「グローバルアライメント」とは、ウエハの位置情報を用いた推定計算により、ダイの位置を算出し、算出結果に基づいてウエハを移動させて位置合わせを行う方式のことである。   Relative position information between the mask 11A and the wafer 13A is obtained from the X-direction base line BXA, the Y-direction base line, and die position information. Based on this positional information, global alignment of each die can be performed. Similarly, position information necessary for global alignment can be obtained for the wafer 13B. At the time of global alignment, the two masks and the wafer can be aligned at the same time by independently moving the holding surfaces of the fine movement stages 5A and 5B. Each die on the wafer is sequentially exposed by the global alignment method. “Global alignment” is a method of performing alignment by calculating the position of a die by estimation calculation using wafer position information and moving the wafer based on the calculation result.

以上説明した第1の実施例において、マスク用アライメントセンサ7Aは、参照マスク8Aに形成された参照マーク9Aと、マスク11A上のアライメントマーク12Aとを同時に検出する。参照マスク8Aは、軽量、小型に形成でき、図3(C)に示したマーク支持部82Aの透過率を高く設定することができる。従って、参照マーク9Aとマスク上のアライメントマーク12Aとの同時検出が容易となる。   In the first embodiment described above, the mask alignment sensor 7A simultaneously detects the reference mark 9A formed on the reference mask 8A and the alignment mark 12A on the mask 11A. The reference mask 8A can be formed to be light and small, and the transmittance of the mark support portion 82A shown in FIG. 3C can be set high. Therefore, simultaneous detection of the reference mark 9A and the alignment mark 12A on the mask is facilitated.

ウエハ用アライメントセンサ10Aは、マスク11Aを介さず、参照マーク9Aとウエハ上のアライメントマーク14Aとを直接検出する。従って、検出精度を高くすることができる。これら高精度の検出工程に基づき、ウエハ13Aとマスク11Aとの相対的位置を高精度に設定することが可能となる。同様に、もう一方のウエハ13Bとマスク11Bとの相対的位置を高精度に設定することが可能となる。   The wafer alignment sensor 10A directly detects the reference mark 9A and the alignment mark 14A on the wafer without using the mask 11A. Therefore, the detection accuracy can be increased. Based on these highly accurate detection steps, the relative position between the wafer 13A and the mask 11A can be set with high accuracy. Similarly, the relative position between the other wafer 13B and the mask 11B can be set with high accuracy.

上記第1の実施例による方法では、2枚のウエハが並行して処理されるため、スループットを高めることができる。また、1つの粗動ステージ4が2つの微動ステージ5A及び5Bで共用されているため、2台の露光装置を準備する場合に比べて、部品点数を削減し、装置の小型化を図ることが可能になる。   In the method according to the first embodiment, since two wafers are processed in parallel, the throughput can be increased. In addition, since one coarse movement stage 4 is shared by the two fine movement stages 5A and 5B, the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized as compared with the case where two exposure apparatuses are prepared. It becomes possible.

次に、図5を参照して、図1に示した露光装置に2枚のマスクを装着する方法について説明する。   Next, a method for mounting two masks on the exposure apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

マスク11A及び11Bを、それぞれ微動ステージ5A及び5Bの保持面に載置する。マスク11A及び11Bは、X軸方向に関する両者の中心間の距離が、ウエハ用アライメントセンサ10Aと10Bとの中心間の距離に等しくなり、Y軸方向に関しては両者の中心が一致するようにマスクステージ6A及び6Bに保持されることが好ましい。この条件を満たすようにマスクステージにマスクを保持するために、微動ステージ上のマスクの理想的な位置が、予め決められている。   Masks 11A and 11B are placed on the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively. Masks 11A and 11B have a mask stage in which the distance between the centers in the X-axis direction is equal to the distance between the centers of wafer alignment sensors 10A and 10B, and the centers in the Y-axis direction coincide. 6A and 6B are preferably held. In order to hold the mask on the mask stage so as to satisfy this condition, an ideal position of the mask on the fine movement stage is determined in advance.

粗動ステージ4の可動部を移動させて、ウエハ用アライメントセンサ10A及び10Bで、それぞれマスク11A及び11Bの複数のアライメントマークの位置を検出する。これにより、マスク11A及び11BのX軸方向及びY軸方向に関する位置、Z軸を中心とした回転方向に関する姿勢が特定される。マスク11A及び11Bの各々の理想的な位置からのずれがわかる。マスク11Aのずれ分を補正するように粗動ステージ4の可動部を移動させ、微動ステージ5Aの保持面に保持されたマスク11Aを上昇させて、マスクステージ6Aに装着する。マスク11Aは、例えば保持面に設けられたリフトピン等によって上昇させる。   The movable part of coarse movement stage 4 is moved, and the positions of a plurality of alignment marks on masks 11A and 11B are detected by wafer alignment sensors 10A and 10B, respectively. As a result, the positions of the masks 11A and 11B with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction and the posture with respect to the rotation direction about the Z-axis are specified. A deviation from the ideal position of each of the masks 11A and 11B can be seen. The movable portion of the coarse movement stage 4 is moved so as to correct the displacement of the mask 11A, the mask 11A held on the holding surface of the fine movement stage 5A is raised, and is mounted on the mask stage 6A. The mask 11A is raised by, for example, lift pins provided on the holding surface.

次に、マスク11Bのずれ分を補正するように粗動ステージ4の可動部を移動させ、微動ステージ5Bの保持面に保持されたマスク11Bを上昇させて、マスクステージ6Bに装着する。これにより、2枚のマスク11A及び11Bを、それぞれ理想的な位置に位置決めして、マスクステージ6A及び6Bに装着することができる。   Next, the movable portion of the coarse movement stage 4 is moved so as to correct the displacement of the mask 11B, and the mask 11B held on the holding surface of the fine movement stage 5B is raised and mounted on the mask stage 6B. Thereby, the two masks 11A and 11B can be positioned at ideal positions and mounted on the mask stages 6A and 6B.

次に、第2の実施例について説明する。上記第1の実施例では、2つの微動ステージ5A及び5Bに、X軸方向及びY軸方向の微小移動機構を持たせ、少なくとも一方をX軸方向及びY軸方向に移動させることにより、2組のマスクとウエハとの相対的な位置関係を一致させた。   Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, two fine movement stages 5A and 5B are provided with minute movement mechanisms in the X-axis direction and the Y-axis direction, and at least one of them is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction. The relative positional relationship between the mask and the wafer was matched.

第2の実施例では、微動ステージ5A及び5Bを微小移動させる代わりに、露光用電子ビームの傾きを制御することによりX軸方向およびY軸方向の位置ずれ補正を行う。このため、微動ステージ5A及び5Bは、X軸方向及びY軸方向への微小駆動機構を備える必要がなく、粗動ステージ4のピッチング、ヨーイング、ローリング、及びウエハの厚さのばらつき等を補正するために、Z軸に平行な方向を回転軸とした微小回転機構、及びウエハの基準面からの傾き調整機構(あおり補正機構)のみを備えればよい。X軸方向及びY軸方向への微小駆動機構を省略したとしても、微小回転方向及び傾きに関する保持面の姿勢を検出する必要があるため、レーザ干渉計を省略することはできない。   In the second embodiment, in place of fine movement of the fine movement stages 5A and 5B, positional deviation correction in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed by controlling the inclination of the exposure electron beam. For this reason, the fine movement stages 5A and 5B do not need to be provided with a fine driving mechanism in the X-axis direction and the Y-axis direction, and correct pitching, yawing, rolling, and wafer thickness variations of the coarse movement stage 4. For this purpose, only a minute rotation mechanism having a rotation axis in the direction parallel to the Z axis and a tilt adjustment mechanism (tilt correction mechanism) from the reference plane of the wafer need be provided. Even if the micro-drive mechanism in the X-axis direction and the Y-axis direction is omitted, the laser interferometer cannot be omitted because it is necessary to detect the orientation of the holding surface with respect to the micro-rotation direction and tilt.

微動ステージ5A及び5BでX軸方向及びY軸方向の位置ずれ補正を行う場合に比べて、位置合わせに必要な時間を短縮することができる。これにより、スループットの向上を図ることが可能になる。   The time required for alignment can be shortened as compared with the case where the position shift correction in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed by the fine movement stages 5A and 5B. This makes it possible to improve throughput.

次に、図6を参照して、第3の実施例による露光装置について説明する。上記第1の実施例の露光装置では、オフアクシスグローバルアライメント方式が採用されるが、以下に説明する露光装置では、ダイバイダイアライメント方式が採用される。   Next, an exposure apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the exposure apparatus of the first embodiment, the off-axis global alignment method is adopted. However, in the exposure apparatus described below, the die-by-die alignment method is adopted.

図6(A)は、第3の実施例による露光装置の平面図を示し、図6(B)は、図6(A)の一点鎖線B6−B6における概略断面図を示す。基準ベース3、粗動ステージ4、微動ステージ5A、5B、マスクステージ6A、6B、レベリングセンサ15A、15B、ビーム源19A、19Bの構成は、図1に示した第1の実施例の場合と同様である。平面図において、マスクステージ6Aを取り囲むように4つの斜方検出光学装置51A、52A、53A及び54Aが配置されている。斜方検出光学装置51A、52A、53A及び54Aは、それぞれ3軸ステージ61A、62A、63A及び64Aにより上部基準ベース2に取り付けられている。3軸ステージ61A、62A、63A及び64Aは、それぞれ斜方検出光学装置51A、52A、53A及び54Aを、X軸方向、Y軸方向、及び光軸方向に移動させることができる。   6A is a plan view of the exposure apparatus according to the third embodiment, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along one-dot chain line B6-B6 in FIG. 6A. The configurations of the reference base 3, coarse movement stage 4, fine movement stages 5A and 5B, mask stages 6A and 6B, leveling sensors 15A and 15B, and beam sources 19A and 19B are the same as those in the first embodiment shown in FIG. It is. In the plan view, four oblique detection optical devices 51A, 52A, 53A and 54A are arranged so as to surround the mask stage 6A. The oblique detection optical devices 51A, 52A, 53A and 54A are attached to the upper reference base 2 by three-axis stages 61A, 62A, 63A and 64A, respectively. The triaxial stages 61A, 62A, 63A, and 64A can move the oblique detection optical devices 51A, 52A, 53A, and 54A in the X axis direction, the Y axis direction, and the optical axis direction, respectively.

斜方検出光学装置51A及び52Aの光軸は、それぞれZ軸方向からY軸の負の方向及び正の方向に傾いている。斜方検出光学装置53A及び54Aの光軸は、それぞれZ軸方向からX軸の正の方向及び負の方向に傾いている。   The optical axes of the oblique detection optical devices 51A and 52A are tilted from the Z-axis direction in the negative and positive directions of the Y-axis, respectively. The optical axes of the oblique detection optical devices 53A and 54A are inclined from the Z-axis direction to the positive direction and the negative direction of the X-axis, respectively.

各斜方検出光学装置51A、52A、53A及び54Aは、マスク上のアライメントマーク及びウエハ上のアライメントマークのエッジによって散乱された光を受け、各アライメントマークの像を形成する。斜方検出光学装置51A及び52Aは、アライメントマークのX軸方向に関する位置を検出し、斜方検出光学装置53A及び54Aは、アライメントマークのY軸方向に関する位置を検出する。   Each oblique detection optical device 51A, 52A, 53A and 54A receives light scattered by the alignment mark on the mask and the edge of the alignment mark on the wafer, and forms an image of each alignment mark. The oblique detection optical devices 51A and 52A detect the position of the alignment mark in the X-axis direction, and the oblique detection optical devices 53A and 54A detect the position of the alignment mark in the Y-axis direction.

マスクステージ6Bの周囲にも、同様に4つの斜方検出光学装置51B、52B、53B及び54Bが配置されている。斜方検出光学装置51B、52B、53B及び54Bは、それぞれ3軸ステージ61B、62B、63B及び64Bにより上部基準ベース2に取り付けられている。   Similarly, four oblique detection optical devices 51B, 52B, 53B and 54B are also arranged around the mask stage 6B. The oblique detection optical devices 51B, 52B, 53B and 54B are attached to the upper reference base 2 by three-axis stages 61B, 62B, 63B and 64B, respectively.

次に、第3の実施例による露光装置を用いた露光方法について説明する。微動ステージ5A及び5Bの保持面に、それぞれウエハ13A及び13Bを載置する。4つの斜方検出光学装置51A〜54Aにより、それぞれウエハ13A上のアライメントマークの位置を検出することにより、ウエハ13Aのダイの位置情報を得る。同時に、もう一方のウエハ13Bのダイの位置情報を得る。これにより、ウエハ搭載時に生じ得る位置ずれが検出され、ダイごとに行われるファインアライメントに先立って、ダイごとの粗い位置合わせを行うことが可能になる。   Next, an exposure method using the exposure apparatus according to the third embodiment will be described. Wafers 13A and 13B are placed on the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively. The position information of the die of the wafer 13A is obtained by detecting the positions of the alignment marks on the wafer 13A by the four oblique detection optical devices 51A to 54A. At the same time, the position information of the die of the other wafer 13B is obtained. As a result, a positional shift that may occur during wafer loading is detected, and it is possible to perform rough alignment for each die prior to fine alignment performed for each die.

粗動ステージ4の可動部を移動させて、ウエハ13A及び13B上の露光すべきダイを、それぞれマスク11A及び11Bの直下に移動させる。4つの斜方検出光学装置により、マスク上のアライメントマークに対するウエハ上のアライメントマークの相対的な位置を検出する。検出結果から、X軸方向及びY軸方向の位置、Z軸に平行な軸を中心とした回転方向の位置、及びマスクに対するウエハの相対的な伸縮量を得ることができる。これらの情報に基づいて、微動ステージ5A及び5Bの保持面を移動させて、マスクとウエハとの位置合わせを行う(この位置合わせを、「ファインアライメント」という。)。位置合わせが完了した後、露光を行う。   The movable part of coarse movement stage 4 is moved, and the dies to be exposed on wafers 13A and 13B are moved directly below masks 11A and 11B, respectively. The relative position of the alignment mark on the wafer with respect to the alignment mark on the mask is detected by four oblique detection optical devices. From the detection result, the position in the X-axis direction and the Y-axis direction, the position in the rotation direction about the axis parallel to the Z-axis, and the relative expansion / contraction amount of the wafer with respect to the mask can be obtained. Based on these pieces of information, the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B are moved to align the mask and the wafer (this alignment is referred to as “fine alignment”). After the alignment is completed, exposure is performed.

ダイバイダイアライメントを行う場合には、第1の実施例で説明したグローバルアライメントを行う場合に比べて、ダイごとに位置検出及びファインアライメントを行うため、スループットの点では不利であるが、より高精度な位置合わせを行うことができる。   When performing die-by-die alignment, position detection and fine alignment are performed for each die, compared to the case of performing global alignment described in the first embodiment, which is disadvantageous in terms of throughput, but more accurate. Alignment can be performed.

上記第3の実施例では、マスクステージごとに4つの斜方検出光学装置を配置したが、そのうちの1つを省略し、3つの斜方検出光学装置を配置してもよい。斜方検出光学装置を3つにすると、X軸方向及びY軸方向の位置、Z軸に平行な軸を中心とした回転方向の位置、及びマスクに対するウエハの相対的な伸縮量のうち1つの情報が得られなくなる。得られた3つの情報に基づいてファインアライメントを行う。   In the third embodiment, four oblique detection optical devices are arranged for each mask stage, but one of them may be omitted and three oblique detection optical devices may be arranged. When three oblique detection optical devices are provided, one of the position in the X-axis direction and the Y-axis direction, the position in the rotation direction about the axis parallel to the Z-axis, and the relative expansion / contraction amount of the wafer with respect to the mask is selected. Information cannot be obtained. Fine alignment is performed based on the obtained three pieces of information.

例えば、一対のマスクステージ6Aと6Bとの間に配置された斜方検出光学装置54A及び53Bを省略することにより、マスクステージ6Aと6Bとを近づけ、装置の小型化を図ることが可能になる。   For example, by omitting the oblique detection optical devices 54A and 53B disposed between the pair of mask stages 6A and 6B, the mask stages 6A and 6B can be brought closer to each other, and the size of the device can be reduced. .

なお、ダイバイダイアライメントでは、ダイごとにマスク上のアライメントマークとウエハ上のアライメントマークとを検出して位置合わせが行われるため、マスクステージ側に、X軸方向及びY軸方向の微動機構を設けてもよい。このとき、ウエハステージ側には、Z軸方向への微動機構、傾き調節機構、及びZ軸に平行な軸を中心として回転機構を設ければよい。   In die-by-die alignment, alignment is performed by detecting the alignment mark on the mask and the alignment mark on the wafer for each die. Therefore, fine movement mechanisms in the X-axis direction and the Y-axis direction are provided on the mask stage side. May be. At this time, a fine movement mechanism in the Z-axis direction, a tilt adjustment mechanism, and a rotation mechanism about an axis parallel to the Z-axis may be provided on the wafer stage side.

次に、上記第1〜第3の実施例による露光装置に、ウエハを装着する方法について説明する。微動ステージ5A及び5Bの保持面を、その可動範囲の中央に配置した状態で、ウエハ13A及び13Bをそれぞれ微動ステージ5A及び5Bの保持面の所定の位置に載置して、固定する。最初にウエハを載置すべき位置を、「載置目標位置」と呼ぶこととする。従来の露光装置では、ウエハの位置が載置目標位置からずれた場合には、粗動ステージの可動部を移動させることにより、このずれを補正することが可能であった。   Next, a method for mounting a wafer on the exposure apparatus according to the first to third embodiments will be described. With the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B arranged at the center of the movable range, wafers 13A and 13B are placed and fixed at predetermined positions on the holding surfaces of fine movement stages 5A and 5B, respectively. The position where the wafer is to be placed first is referred to as a “placement target position”. In the conventional exposure apparatus, when the position of the wafer is deviated from the placement target position, this deviation can be corrected by moving the movable part of the coarse movement stage.

上記実施例の場合において、2枚のウエハ13A及び13Bが、載置目標位置から同じ向きに同じ量だけずれた場合には、粗動ステージ4の可動部を移動させることにより、ずれを補正することができる。ところが、ずれの向きやずれ量が異なる場合、すなわち2枚のウエハの相対的な位置ずれは、粗動ステージ4で補正することができず、微動ステージ5A及び5Bにより補正しなければならない。   In the case of the above embodiment, when the two wafers 13A and 13B are displaced by the same amount in the same direction from the placement target position, the displacement is corrected by moving the movable portion of the coarse movement stage 4. be able to. However, when the direction and amount of deviation are different, that is, the relative positional deviation between the two wafers cannot be corrected by the coarse movement stage 4, but must be corrected by the fine movement stages 5A and 5B.

通常、露光装置に用いられている微動ステージのストロークは、一般的に40μm程度である。このため、2枚のウエハの相対的な位置ずれ量が40μm以上になると、載置目標位置からのウエハのずれを補正することができなくなる。マスクとウエハとの位置合わせを行う時にウエハを微小移動させるという微動ステージの本来の機能を確保しておくためには、ウエハの載置時における相対位置ずれを20μm以下にすることが好ましい。1枚のウエハに着目すると、その載置目標位置からのずれを10μm以下(一般的には、微動ステージのストロークの1/4倍以下)にすることが好ましい。   Usually, the stroke of the fine movement stage used in the exposure apparatus is generally about 40 μm. For this reason, if the relative positional deviation amount of the two wafers is 40 μm or more, the deviation of the wafer from the placement target position cannot be corrected. In order to ensure the original function of the fine movement stage for finely moving the wafer when aligning the mask and the wafer, it is preferable to set the relative positional deviation at the time of placing the wafer to 20 μm or less. When focusing on one wafer, it is preferable to set the deviation from the mounting target position to 10 μm or less (generally, 1/4 times or less the stroke of the fine movement stage).

なお、ウエハ載置時の回転方向に関するずれは、微動ステージごとに、粗動回転機構を備えることにより補正することができる。   Note that the deviation in the rotation direction when the wafer is placed can be corrected by providing a coarse rotation mechanism for each fine movement stage.

2枚のマスクの相対的な位置ずれが、微動ステージによって補正できない量である場合であっても、微動ステージによる補正と電子ビームの傾き(入射角)を制御することによる補正とを組み合わせることにより、補正できる場合がある。このような場合には、ウエハを装着し直すことなく露光処理を継続することが可能である。   Even when the relative displacement between the two masks is an amount that cannot be corrected by the fine movement stage, the correction by the fine movement stage and the correction by controlling the tilt (incident angle) of the electron beam are combined. In some cases, it can be corrected. In such a case, the exposure process can be continued without remounting the wafer.

上記実施例では、1つの粗動ステージ4の可動部に、2つの微動ステージ5A及び5Bを取り付けたが、3個以上の微動ステージを取り付けることも可能である。   In the above embodiment, the two fine movement stages 5A and 5B are attached to the movable part of one coarse movement stage 4, but it is also possible to attach three or more fine movement stages.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

本発明は、低エネルギ電子ビーム露光に適用することが可能である。その他、X線近接露光等にも適用可能である。また、縮小投影露光における処理対象物(ウエハ)の位置合わせ等にも適用可能である。   The present invention can be applied to low energy electron beam exposure. In addition, X-ray proximity exposure can be applied. Further, the present invention can be applied to alignment of a processing object (wafer) in reduced projection exposure.

第1の実施例による露光装置の概略図である。1 is a schematic view of an exposure apparatus according to a first embodiment. (A)及び(C)は、それぞれステンシルタイプの参照マスクの底面図及び断面図であり、(B)及び(D)は、それぞれメンブレンタイプの参照マスクの底面図及び断面図である。(A) and (C) are a bottom view and a sectional view of a stencil type reference mask, respectively, and (B) and (D) are a bottom view and a sectional view of a membrane type reference mask, respectively. (A)はマスクの断面図であり、(B)はウエハの断面図であり、(C)は、マスクと参照マスク及びそれを観察する色収差2重焦点光学系の概略断面図であり、(D)は、マスクと参照マスク及びそれを観察する斜方検出光学系の概略断面図である。(A) is a sectional view of a mask, (B) is a sectional view of a wafer, (C) is a schematic sectional view of a mask, a reference mask, and a chromatic aberration double focus optical system for observing the mask, D) is a schematic sectional view of a mask, a reference mask, and an oblique detection optical system for observing the mask. 第1の実施例による露光装置で位置合わせを行う方法を説明するための露光装置の主要部の概略図(その1)である。It is the schematic (the 1) of the principal part of the exposure apparatus for demonstrating the method of aligning with the exposure apparatus by a 1st Example. 第1の実施例による露光装置で位置合わせを行う方法を説明するための露光装置の主要部の概略図(その2)である。It is the schematic (the 2) of the principal part of the exposure apparatus for demonstrating the method of aligning with the exposure apparatus by a 1st Example. 第1の実施例による露光装置で位置合わせを行う方法を説明するための露光装置の主要部の概略図(その3)である。It is the schematic (the 3) of the principal part of the exposure apparatus for demonstrating the method of aligning with the exposure apparatus by a 1st Example. 実施例による露光装置にマスクを装着する方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the method to mount | wear with the mask to the exposure apparatus by an Example. (A)および(B)は、それぞれ第3の実施例による露光装置の平面図及び断面図である。(A) and (B) are respectively a plan view and a cross-sectional view of an exposure apparatus according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 下部基準ベース
2 上部基準ベース
3 基準ベース
4 粗動ステージ
5A、5B 微動ステージ
6A、6B マスクステージ
7A、7B マスク用アライメントセンサ
8A、8B 参照マスク
9A、9B 参照マーク
10A、10B ウエハ用アライメントセンサ
11A、11B マスク
12A、12B、14A、14B アライメントマーク
13A、13B ウエハ
15A、15B、16A、16B、17A、17B レベリングセンサ
19A、19B ビーム源
21 色収差2重焦点光学系
22、33 像面
31 斜方検出光学系
32 物面
51A〜54A、51B〜54B 斜方検出光学装置
61A〜64A、61B〜64B 3軸ステージ
81A、111 支持基板
82A マーク支持部
112 マスクメンブレン
113 回路パターン
131 半導体基板
132 レジスト層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower reference base 2 Upper reference base 3 Reference base 4 Coarse movement stage 5A, 5B Fine movement stage 6A, 6B Mask stage 7A, 7B Mask alignment sensor 8A, 8B Reference mask 9A, 9B Reference mark 10A, 10B Wafer alignment sensor 11A , 11B Mask 12A, 12B, 14A, 14B Alignment mark 13A, 13B Wafer 15A, 15B, 16A, 16B, 17A, 17B Leveling sensor 19A, 19B Beam source 21 Chromatic aberration double focus optical system 22, 33 Image plane 31 Oblique detection Optical system 32 Object surfaces 51A to 54A, 51B to 54B Oblique detection optical devices 61A to 64A, 61B to 64B Triaxial stage 81A, 111 Support substrate 82A Mark support portion 112 Mask membrane 113 Circuit pattern 131 Semiconductor substrate 132 Strike layer

Claims (11)

位置の基準となる基準面を画定する基準ベースに取り付けられ、可動部を、該基準面に平行な方向に移動させる粗動ステージと、
各々処理対象物を保持する保持面が設けられ、前記粗動ステージの可動部に対して、前記基準面に平行な方向に該保持面を移動させることができる複数の微動ステージと、
前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物にエネルギビームを照射するビーム源と
前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物の位置を検出する対象物用アライメントセンサと
を有し、
前記粗動ステージの可動部を移動させたとき、前記微動ステージの各々と、それに対応する対象物用アライメントセンサとの相対的な位置関係が、すべての微動ステージについて常に同じになるように、前記対象物用アライメントセンサが配置されている露光装置。
A coarse movement stage that is attached to a reference base that defines a reference plane that serves as a reference for position, and that moves a movable portion in a direction parallel to the reference plane;
A plurality of fine movement stages each provided with a holding surface for holding a processing object, and capable of moving the holding surface in a direction parallel to the reference surface with respect to the movable portion of the coarse movement stage;
A beam source for irradiating the processing object held on the holding surface of the corresponding fine movement stage and irradiating an energy beam with each fine movement stage, and arranged on each of the fine movement stages and held on the holding surface of the corresponding fine movement stage An object alignment sensor for detecting the position of the processing object;
When the movable portion of the coarse movement stage is moved, the relative positional relationship between each fine movement stage and the corresponding object alignment sensor is always the same for all fine movement stages. An exposure apparatus in which an alignment sensor for an object is arranged.
前記粗動ステージの可動部を移動させたとき、前記微動ステージの各々と、それに対応するビーム源との相対的な位置関係が、すべての微動ステージについて常に同じになるように、前記微動ステージ及びビーム源が配置されている請求項1に記載の露光装置。 When the movable portion of the coarse movement stage is moved, the fine movement stage and the fine movement stage so that the relative positional relationship between each fine movement stage and the corresponding beam source is always the same for all fine movement stages. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a beam source is arranged. さらに、前記微動ステージごとに、対応する微動ステージの保持面に対向する位置に配置され、該保持面に保持された処理対象物までの距離を測定するレベリングセンサが、前記基準ベースに取り付けられており、前記粗動ステージを移動させたとき、前記微動ステージの各々と、それに対応するレベリングセンサとの相対的な位置関係が、すべての微動ステージについて常に同じになるように、該レベリングセンサが配置されている請求項1または2に記載の露光装置。 Further, for each fine movement stage, a leveling sensor that is disposed at a position facing the holding surface of the corresponding fine movement stage and measures the distance to the processing object held on the holding surface is attached to the reference base. The leveling sensor is arranged so that when the coarse movement stage is moved, the relative positional relationship between each fine movement stage and the corresponding leveling sensor is always the same for all fine movement stages. The exposure apparatus according to claim 1 or 2, wherein さらに、前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物から微小間隙を隔ててマスクを保持するマスクステージを有する請求項1〜3のいずれかに記載の露光装置。 The exposure according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mask stage arranged for each fine movement stage and holding a mask with a minute gap from a processing object held on a holding surface of the corresponding fine movement stage. apparatus. さらに、前記微動ステージごとに配置され、少なくとも一部に光を透過させる領域が画定されたマーク支持部、及び該マーク支持部に形成された参照マークを含む参照マスクと、
前記微動ステージごとに準備され、対応する参照マスクを通して、対応するマスクステージに保持されたマスク上のアライメントマークを検出できると共に、対応する参照マークを検出できるマスク用アライメントセンサと
を有する請求項4に記載の露光装置。
Further, a mark support portion arranged for each fine movement stage, in which a region for transmitting light is defined at least in part, and a reference mask including a reference mark formed on the mark support portion;
5. A mask alignment sensor prepared for each fine movement stage and capable of detecting an alignment mark on a mask held on the corresponding mask stage through a corresponding reference mask and detecting a corresponding reference mark. The exposure apparatus described.
位置の基準となる基準面を画定する基準ベースに取り付けられ、可動部を、該基準面に平行な方向に移動させる粗動ステージと、
前記粗動ステージの可動部に取り付けられた複数の微動ステージであって、該微動ステージの各々は、処理対象物を保持する保持面を有し、該保持面に保持された処理対象物を、前記基準面に対して垂直な方向に移動させる機能、及び基準面に対する傾きを調節する機能を有し、保持面に保持された処理対象物の基準面に平行な方向に関する位置は、前記粗動ステージの可動部に対して固定させる複数の微動ステージと、
前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物に電子ビームを照射するとともに、該処理対象物への電子ビームの入射角を変化させることができる電子ビーム源と、
前記微動ステージごとに配置され、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物の位置を検出する対象物用アライメントセンサと
を有する露光装置。
A coarse movement stage that is attached to a reference base that defines a reference plane that serves as a reference for position, and that moves a movable portion in a direction parallel to the reference plane;
A plurality of fine movement stages attached to the movable portion of the coarse movement stage, each of the fine movement stages has a holding surface for holding a processing object, and the processing object held on the holding surface, The position of the object to be processed held in the holding surface in the direction parallel to the reference surface has a function of moving in a direction perpendicular to the reference surface and a function of adjusting the inclination with respect to the reference surface. A plurality of fine movement stages fixed to the movable part of the stage;
An electron beam source arranged for each fine movement stage and capable of irradiating an electron beam onto a processing object held on a holding surface of the corresponding fine movement stage and changing an incident angle of the electron beam to the processing object When,
An exposure apparatus that includes an object alignment sensor that is disposed for each fine movement stage and detects a position of a processing object held on a holding surface of the corresponding fine movement stage.
(a)基準面に平行な方向に移動可能な粗動ステージの可動部に取り付けられた複数の微動ステージの各々の保持面に処理対象物を保持し、該処理対象物の各々を、対応するマスクと近接して配置する工程と、
(b)前記微動ステージごとに配置され、前記粗動ステージの可動部の移動に伴って移動するマスク用アライメントセンサを用いて、該微動ステージごとに配置され、該粗動ステージの可動部の移動に伴って移動する参照マークと、対応するマスク上のアライメントマークとを検出する工程と、
(c)前記粗動ステージの可動部を移動させて、前記微動ステージごとに配置された対象物用アライメントセンサに対向する位置に、対応する参照マークを配置し、該対象物用アライメントセンサにより、対応する参照マークの位置を検出する工程と、
(d)前記粗動ステージの可動部を移動させて、前記対象物用アライメントセンサに対向する位置に、対応する微動ステージに保持された処理対象物上のアライメントマークを配置し、該対象物用アライメントセンサにより、対象物上のアライメントマークの位置を検出する工程と、
(e)前記工程bにおける位置検出結果、前記工程cにおける粗動ステージの可動部の移動量と位置検出結果、及び前記工程dにおける粗動ステージの可動部の移動量と位置検出結果に基づいて、マスクの各々と、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物との相対位置情報を得る工程と
を有する位置合わせ処理方法。
(A) A processing object is held on each holding surface of each of a plurality of fine movement stages attached to a movable portion of a coarse movement stage that is movable in a direction parallel to a reference surface, and each of the processing objects corresponds. Placing it close to the mask;
(B) Using a mask alignment sensor that is arranged for each fine movement stage and moves in accordance with the movement of the movable part of the coarse movement stage, the movement of the movable part of the coarse movement stage that is arranged for each fine movement stage. Detecting a reference mark that moves along with the alignment mark on the corresponding mask;
(C) The movable portion of the coarse movement stage is moved, a corresponding reference mark is arranged at a position facing the object alignment sensor arranged for each fine movement stage, and the object alignment sensor Detecting the position of the corresponding reference mark;
(D) The movable part of the coarse movement stage is moved, and an alignment mark on the processing object held by the corresponding fine movement stage is arranged at a position facing the alignment sensor for the object, A step of detecting the position of the alignment mark on the object by the alignment sensor;
(E) Based on the position detection result in the step b, the movement amount and position detection result of the movable portion of the coarse movement stage in the step c, and the movement amount and position detection result of the movable portion of the coarse movement stage in the step d. And a step of obtaining relative position information between each of the masks and the object to be processed held on the holding surface of the corresponding fine movement stage.
さらに、
(f)前記工程eで得られた相対位置情報に基づいて、前記マスクと、対応する微動ステージの保持面に保持された処理対象物とのグローバルアライメントを行い、該マスクを通して処理対象物を露光する工程を含む請求項7に記載の位置合わせ処理方法。
further,
(F) Based on the relative position information obtained in the step e, global alignment is performed between the mask and the processing object held on the holding surface of the corresponding fine movement stage, and the processing object is exposed through the mask. The alignment processing method according to claim 7, comprising a step of:
前記工程fが、ある2つの微動ステージの保持面を、そのストロークの範囲内で移動させても、当該2つの微動ステージの保持面に保持された処理対象物と、それぞれに対応するマスクとの位置を同時に合わせることができない場合に、処理対象物に入射する電子ビームの入射角を変化させることにより位置ずれを補正して露光を行う工程を含む請求項8に記載の位置合わせ処理方法。 Even if the step f moves the holding surfaces of two fine movement stages within the range of the stroke, the processing object held on the holding surfaces of the two fine movement stages and the corresponding masks 9. The alignment processing method according to claim 8, comprising a step of performing exposure by correcting a positional shift by changing an incident angle of an electron beam incident on a processing object when the positions cannot be adjusted simultaneously. 前記工程fが、
(f1)前記工程eで取得された相対位置情報に基づき、前記粗動ステージの可動部を移動させることにより、ある微動ステージの保持面に保持された処理対象物と、対応するマスクとの位置合わせを行う工程と、
(f2)位置合わせの行われた処理対象物に、対応するマスクを介して電子ビームを入射させて露光すると共に、他の処理対象物については、前記工程eで取得された相対位置情報、及び前記工程f1における粗動ステージの可動部の移動量に基づいて、処理対象物と、対応するマスクとの位置ずれ量を算出し、処理対象物に入射する電子ビームの入射角を変化させることにより、位置ずれを補正して露光を行う工程と
を含む請求項8に記載の位置合わせ処理方法。
Step f is
(F1) The position of the processing object held on the holding surface of the fine movement stage and the corresponding mask by moving the movable part of the coarse movement stage based on the relative position information acquired in the step e. A process of combining,
(F2) The processing object subjected to alignment is exposed by making an electron beam incident through a corresponding mask, and for other processing objects, the relative position information acquired in step e, and Based on the amount of movement of the movable part of the coarse movement stage in step f1, the amount of positional deviation between the object to be processed and the corresponding mask is calculated, and the incident angle of the electron beam incident on the object to be processed is changed. The alignment processing method according to claim 8, further comprising a step of performing exposure after correcting misalignment.
基準面に平行な方向に移動可能な粗動ステージの可動部に取り付けられた複数の微動ステージの各々の保持面に処理対象物を保持し、前記微動ステージごとに配置されたマスクステージに、対応する処理対象物に近接させてマスクを保持し、該微動ステージごとに配置された対象物用アライメントセンサで、対応する処理対象物上のアライメントマークを検出して、該マスクと、対応する処理対象物との位置合わせを行い、該マスクを通して処理対象物を露光する露光装置のマスクステージにマスクを取り付ける方法であって、
(a)微動ステージの各々の保持面にマスクを保持する工程と、
(b)微動ステージの保持面に保持されたマスク上のアライメントマークが、対応する対象物用アライメントセンサで検出される位置に配置されるように前記粗動ステージの可動部を移動させる工程と、
(c)前記微動ステージの保持面に保持されたすべてのマスクについて、前記対象物用アライメントセンサで、対応する微動ステージの保持面に保持されているマスク上のアライメントマークの位置を検出する工程と、
(d)1つの微動ステージの保持面に保持されたマスク上のアライメントマークの位置の検出結果に基づいて、当該マスクが、対応するマスクステージに対向する位置に配置されるように前記粗動ステージの可動部を移動させ、該マスクを、対応するマスクステージに保持する工程と、
(e)すべてのマスクについて、前記工程dを繰り返す工程と
を有するマスク装着方法。
Corresponding to the mask stage arranged for each fine movement stage by holding the processing object on the holding surface of each of the multiple fine movement stages attached to the movable part of the coarse movement stage movable in the direction parallel to the reference surface The mask is held close to the processing object to be detected, and the alignment mark on the corresponding processing object is detected by the object alignment sensor arranged for each fine movement stage, and the mask and the corresponding processing object are detected. A method of attaching a mask to a mask stage of an exposure apparatus that performs alignment with an object and exposes a processing object through the mask,
(A) a step of holding a mask on each holding surface of the fine movement stage;
(B) moving the movable part of the coarse movement stage so that the alignment mark on the mask held on the holding surface of the fine movement stage is arranged at a position detected by the corresponding alignment sensor for the object;
(C) For all the masks held on the holding surface of the fine movement stage, detecting the position of the alignment mark on the mask held on the holding surface of the corresponding fine movement stage by the alignment sensor for the object; ,
(D) Based on the detection result of the position of the alignment mark on the mask held on the holding surface of one fine movement stage, the coarse movement stage is arranged so that the mask is arranged at a position facing the corresponding mask stage. Moving the movable part and holding the mask on the corresponding mask stage;
(E) A mask mounting method including a step of repeating the step d for all masks.
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